WALC 2010 Santa Cruz Bolivia 11 al 15 Octubre Alvaro Vives

Transcripción

1 Curso IPv6 WALC 2010 Santa Cruz Bolivia i 11 al 15 Octubre 2010 Alvaro Vives (alvaro.vives@consulintel.es) -1

2 9. Mecanismos de Transición 9.1 Conceptos de Transición 9.2 Doble Pila 9.x Túneles 9.8 Traducción 9.99 Seguridad -2

3 9.1 Conceptos de Transición -3

4 Técnicas de Transición / Coexistencia IPv6 se ha diseñado para facilitar la transición y la coexistencia con IPv4. Coexistirán durante décadas -> No hay un día D Se han identificado e implementado un amplio abanico de técnicas, agrupadas básicamente dentro de tres categorías: 1) Doble-pila, para permitir la coexistencia de IPv4 e IPv6 en el mismo dispositivo y redes. 2) Técnicas de túneles, encapsulando los paquetes IPv6 dentro de paquetes IPv4. Es la más común. 3) Técnicas de traducción, para permitir la comunicación entre dispositivos iti que son sólo IPv6 y aquellos que son sólo IPv4. Debe ser la última opción ya que tiene problemas. Todos estos mecanismos suelen ser utilizados, incluso en combinación. -4

5 9.2 Doble Pila -5

6 Doble Pila (1) Al añadir IPv6 a un sistema, no se elimina la pila IPv4 Es la misma aproximación multi-protocolo que ha sido utilizada anteriormente y por tanto es bien conocida (AppleTalk, IPX, etc.) Actualmente, IPv6 está incluido en todos los Sistemas Operativos modernos, lo que evita costes adicionales Las aplicaciones (o librerías) escogen la versión de IP a utilizar En función de la respuesta DNS: si el destino tiene un registro AAAA, utilizan IPv6, en caso contrario IPv4 La respuesta depende del paquete que inició la transferencia Esto permite la coexistencia indefinida de IPv4 e IPv6, y la actualización gradual a IPv6, aplicación por aplicación. -6

7 Doble pila (2) Pila sólo IPv6 Pila dual IPv6 e IPv4 Pila sólo IPv4 Los nodos tienen implementadas las pilas IPv4 e IPv6 Aplicación IPv6 TCP/UDP IPv6 Aplicación IPv6 Aplicación IPv6 Aplicación IPv6 Comunicaciones i con nodos solo IPv6 ==> TCP/UDP TCP/UDP Pila IPv6, asumiendo soporte IPv6 en la IPv6 IPv6 IPv6 red Comunicaciones i con nodos solo IPv4 ==> IPv6 IPv4 Pila IPv4 Mécanismo basado en doble pila -7

8 9.3 Túneles -8

9 Túneles para Atravesar Routers que no Reenvían IPv6 Encapsulamos paquetes IPv6 en paquetes IPv4 para proporcionar conectividad IPv6 en redes que solo tiene soporte IPv4 Muchos métodos para establecer dichos túneles: configuración manual -> 6in4 tunnel brokers (tipicamente con interfaces web) -> 6in4 6-over-4 (intra-domain, usando IPv4 multicast como LAN virtual) 6-to-4 (inter-domain, usando la dirección IPv4 como el prefijo del sitio IPv6) Puede ser visto como: IPv6 utilizando IPv4 como capa de enlace virtual link-layer, o una VPN IPv6 sobre la Internet IPv4-9

10 Túneles es IPv6 en IPv4 (6in4) (1) IPv6 IPv4 IPv6-10

11 Túneles 6in4 (2) Existen diversas formas de encapsular los paquetes IPv6: IPv6 IPv6 IPv6 GRE UDP IPv4 IPv4 IPv4 Lo mismo se aplica para IPv4 usado en redes solo IPv6. -11

12 Túneles 6in4 (3) Algunos mecanismos de transición basados en túneles 6in4 (*) [6in4] TB (*) [TB] TSP [TSP] 6to4 (*) [6to4] Teredo (*) [TEREDO], [TEREDOC] Túneles automáticos [TunAut] ISATAP [ISATAP] 6over4 [6over4] AYIYA [AYIYA ] Silkroad [SILKROAD] DSTM [DSTM] Softwires (*) [SOFTWIRES] (*) Más habituales y explicados en detalle a continuación -12

13 Detalles Túneles 6in4 (RFC4213) Encapsula directamente el paquete IPv6 dentro de un paquete IPv4. Se suele hacer entre nodo final ==> router router ==> router Tramo común todas las conexiones IPv6 Internet IPv4 2001:db8:40:2a0a::81/126 Aunque también es posible para nodo final ==> nodo final 2001:db8:40:2a0a::82/126 El túnel se considera como un enlace punto-a-punto desde el punto de vista de IPv6. Solo un salto IPv6 aunque existan varios IPv4. Las direcciones IPv6 de ambos extremos del túnel son del mismo prefijo. Todas las conexiones IPv6 del nodo final siempre pasan por el router que está en el extremo final del túnel. Los túneles 6in4 pueden construirse desde nodo finales situados detrás de NAT La implementación de NAT debe soportar proto-41 forwarding [PROTO41] para permitir que los paquetes IPv6 encapsulados atraviesen el NAT. Internet IPv6-13

14 9.4 Tunnel Broker -14

15 Tunnel Broker (RFC3053) (1) -15

16 Tunnel Broker (RFC3053) (2) Los túneles 6in4 requieren la configuración manual de los equipos involucrados en el túnel Para facilitar la asignación ió de direcciones i y creación de túneles IPv6, se ha desarrollado el concepto de Tunnel Broker (TB). Es un intermediario al que el usuario final se conecta, normalmente con un interfaz web El usuario solicita al TB la creación de un túnel y este le asigna una dirección eccó IPv6 y le proporciona co instrucciones ucco para a crear el túnel en el lado del usuario El TB también configura el router que representa el extremo final del túnel para el usuario En existe una lista de TB disponibles TSP [TSP] es un caso especial de TB que no esta basado en un interfaz web sino en un aplicación cliente que se instala el cliente y se conecta con un servidor, aunque el concepto es el mismo. -16

17 9.5 6to4-17

18 Definido en RFC3056 Túneles 6to4 (1) Se utiliza un truco para proporcionar direcciones 6to4. Prefijo 6to4: 2002::/16 Se usa la IPv4 pública (p.e ) para siguientes 32 bits Se obtiene así un prefijo /48 (p.e. 2002:C000:0101::/48) Cuando un router 6to4 ve un paquete hacia el prefijo 2002::/16 lo encapsula en IPv4 hacia la IPv4 pública que va en la dirección Sigue faltando una cosa: Cómo enviar paquetes hacia una IPv6 normal? Relay 6to4 El Relay 6to4 se anuncia mediante: Dirección IPv4 anycast conocida: (RFC3068) Prefijo 6to4 (2002::/16) -18

19 Túneles 6to4 (2) -19

20 Túneles 6to4 (3) -20

21 9.6 Teredo -21

22 Teredo (RFC4380) (1) Teredo [TEREDO] [TEREDOC] está pensado para proporcionar IPv6 a nodos que están ubicados detrás de NAT que no son proto-41 forwarding. Encapsulado de paquetes IPv6 en paquetes UDP/IPv4 Funciona en NAT de tipo: Full Cone Restricted t Cone No funciona en NATs de tipo Symmetric (Solventado en Windows Vista) Intervienen diversos agentes: Teredo Server Teredo Relay Teredo Client El cliente configura un Teredo Server que le proporciona una dirección IPv6 del rango 2001:0000::/32 basada en la dirección IPv4 publica y el puerto usado Si el Teredo Server configurado es además Teredo Relay, el cliente tiene conectividad IPv6 con cualquier nodo IPv6 De lo contrario solo tiene conectividad IPv6 con otros clientes de Teredo Actualmente Microsoft proporciona Teredo Servers públicos y gratuitos, pero no Teredo Relays -22

23 Teredo (RFC4380) (2) IPv6 host TEREDO relay IPv6 Internet TEREDO relay IPv6 host TEREDO server IPv4 Internet TEREDO setup Private LAN NAT BOX A NAT BOX B Private LAN -23

24 9.7 Softwires -24

25 Softwires Protocolo que esta siendo discutido en el grupo de trabajo Softwire del IETF. Presenta las siguientes características: Mecanismo de transición universal basado en la creación de túneles IPv6-en-IPv4, IPv6-en-IPv6, IPv4-en-IPv6, IPv4-en-IPv4 Permite atravesar NATs en las redes de acceso Proporciona delegación de prefijos IPv6 (/48, /64, etc.) Autenticación de usuario para la creación de túneles mediante la interacción con infraestructura AAA Posibilidad de túneles seguros Baja sobrecarga en el transporte de paquetes IPv6 en los túneles Fácil inclusión en dispositivos portátiles con escasos recursos hardware Softwires posibilitará la provisión de conectividad IPv6 en dispositivos como routers ADSL, teléfonos móviles, PDAs, etc. cuando no exista conectividad IPv6 nativa en el acceso También posibilita la provisión de conectividad IPv4 en dispositivos que solo tienen conectividad IPv6 nativa En realidad Softwires no es un nuevo protocolo, sino la definición de cómo usar de una forma diferente protocolos ya existentes con el fin de proporcionar conectividad IPv6 en redes IPv4 y viceversa Sofwires se basa en L2TPv2 (RFC2661) y L2TPv3 (RFC3991) -25

26 Encapsulamiento de Softwires basado en L2TPv2 2 El funcionamiento se especifica en draft-ietf-softwire-hs-framework-l2tpv2 Existen dos entidades: d Softwires Initiator (SI): agente encargado de solicitar el túnel Softwires Concentrator (SC): agente encargado de crear el túnel (tunnel end point) Se utiliza PPP para transportar paquetes IPx (x=4, 6) en paquetes IPy (y=4, 6) Opcionalmente se puede encapsular los paquetes PPP en UDP en caso de que haya que atravesar NATs Túnel IPv6-en-IPv4 Túnel IPv4-en-IPv6 Túnel IPv6-en-IPv6 Túnel IPv4-en-IPv4 IPv6 PPP Cabe. Soft. IPv6 PPP IPv4 IPv6 IPv4 Cabe. Soft. UDP* PPP PPP PPP Cabe. Soft. Cabe. Soft. Cabe. Soft. IPv4 IPv4 IPv6 IPv6 IPv4 * Opcional -26

27 Softwires basado en L2TPv2 IPv6 PPP IPv6 PPP L2TP header IPv6 PPP L2TP header Canal Datos UDP/IP Túnel Softwires Canal Control Existe un plano de control y otro de datos Se usa PPP como protocolo de encapsulamiento -27

28 Ejemplo de uso de Softwires Un uso típico previsible de Softwires es la provisión de conectividad IPv6 a usuarios domésticos a través de una red de acceso solo-ipv4 El SC está instalado en la red del ISP (DSLAM,( Router de agregación g u otro dispositivo) El SI está instalado en la red del usuario CPE típicamente. También es posible otro dispositivo diferente en la red del usuario El SC proporciona conectividad IPv6 al SI, y el SI hace de encaminador IPv6 para el resto de la red de usuario Se usa delegación de prefijo IPv6 entre el SC y el SI para proporcionar un prefijo (típicamente /48) a la red del usuario DHCPv6 PD Otros usos son también posibles VPNs sobre IPv6 o IPv4 Conectividad IPv4 en red de acceso solo IPv6, etc. Internet IPv6 CPE y SI Túnel Softwires SC LAN privada Red Acceso IPv4 Tráfico IPv6 Tráfico IPv4 ISP AAA Internet IPv4-28

29 Encapsulamiento de Softwires basado en L2TPv3 Misma filosofía y componentes que con L2TPv2, pero con las particularidades de L2TPv3 Transporte sobre IP/UDP de otros protocolos de capa 2 diferentes a PPP HDLC, PPP, FR, ATM, Ethernet, MPLS, IP Formato de cabeceras mejorado para permitir un tratamiento más rápido en los SC Permite velocidades del rango de T1/E1, T3/E3, OC48 Mínimo overhead en los paquetes encapsulados (solo de 4 a 12 bytes extra) Otros mecanismos de autenticación diferentes a CHAP y PAP EAP Túnel IPv6-en-IPv4 IPv6 Capa 2 Cabe. Soft. IPv4 IPv6 Capa 2 Cabe. Soft. UDP* IPv4 HDLC PPP FR ATM Ethernet MPLS * Opcional -29

30 9.8 6RD -30

31 6RD: Un refinamiento de 6to4 RFC 5969: IPv6 Rapid Deployment on IPv4 infrastructures (August 2010) 6RD utiliza IPv4 para proporcionar acceso a Internet IPv6 e IPv4 con calidad de producción a los sitios de los usuarios Implementado por FREE (ISP Frances) En un plazo de 5 semanas el servicio estaba disponible Cambios a 6to4: Formato dirección (de nuevo) => esfuerzo implementación Usa prefijo IPv6 normal (2000::/3), en vez de 2002::/16 Desde el punto de vista del usuario y de la Internet IPv6: se percibe como IPv6 nativo Relay (o gateway) se encuentra solamente dentro del backbone del ISP, en el borde de la Internet IPv6 Múltiples instancias son posibles: anunciadas mediante una dirección anycast Bajo estricto control del ISP -31

32 6RD: Formato direcciones ISP IPv6 Site IPv4 Interface ID relay prefix address ISP IPv6 Site IPv4 relay prefix SN Interface ID address 32-n 32 n 64-32

33 Pros 6RD: Pros & Cons Parece fácil de implementar y desplegar si los dispositivos de red están bajo control (CPEs, ) Soluciona todos (?) los problemas de 6to4 seguridad, routing asimétrico, Relay (o gateway) en la red del ISP bajo su control Transparente para el cliente Configuración automática del CPE Funciona con direcciones IPv4 públicas y privadas Asignadas al cliente Cons Necesario cambiar software de todos los CPEs Actualmente solo hay un par de ellos Añade una nueva caja : 6RD relay/gateway Hasta que otros fabricantes de routers soporten 6RD (Cisco ya lo hace) -33

34 6RD: Arquitectura Sitios de Usuario (Dual-Stack): Asignado prefijo RD IPv6 => LAN(s) IPv6 Nativo (+IPv4) CPE (= 6RD CE = 6RD router): Proporciona conectividad IPv6 nativo (lado cliente) Ejecuta código 6RD (6to4 modificado) y Tiene una interfaz multipunto virtual 6RD para soportar en en/desencapsulado de IPv6 en IPv4 Recibe un prefijo IPv6 6RD de un dispositivo del SP y una dirección IPv4 (lado WAN = red del ISP) 6RD relay (= border relay) Gateway entre infraestructura IPv4 del ISP e Internet IPv6 Anuncia una dirección IPv4 a los CPEs Dirección anycast puede ser usada para redundancia -34

35 6RD: Escenario de Implementación DIRECCIÓN ANYCAST IPv4 DE LOS RELAYS 6RD DIRECCIÓNES IPv4 DE LOS USUARIOS Internet IPv6 Global Anuncio Prefijo del ISP SITIOS DE 6RD CPEs Infraestructura 6RD RELAYS USUARIOS (6to4 modificado) IPv4 del ISP (6to4 modificado) DUAL-STACK -35

36 9.9 DS-Lite -36

37 Dual Stack Lite (1) Trata de solucionar le problema del agotamiento de IPv4 Comparte (las mismas) direcciones IPv4 entre usuarios combinando: Tuneling NAT No hay necesidad de varios niveles de NAT. Dos elementos: DS-Lite Basic Bridging BroadBand (B4) DS-Lite Address Family Transition Router (AFTR) (También llamado CGN (Carrier Grade NAT) o LSN (Large Scale NAT)) -37

38 Dual Stack Lite (2) IPv4 Internet IPv6 Internet AFTR AFTR Túnel IPv4-in-IPv6 CPE ISP Core Acceso Solo-IPv6 CPE Táfi Tráfico IPv6 v4 v4 v4 v4/v / /16-38

39 9.10 NAT64-39

40 NAT64 (1) Cuando los ISPs solo proporcionen conectividad id d IPv6 o los dispositivos sean solo-ipv6 (celulares) Pero, siga habiendo algunos dispositivos solo-ipv4 en Internet La idea es similar al NAT-PT PT, pero funcionando mejor Elemento opcional, pero desacoplado, DNS64-40

41 NAT64 (2) Stateful NAT64 es un mecanismo para traducir paquetes IPv6 a IPv4 y vice-versa La traducción se lleva a cabo en las cabeceras de los paquetes siguiendo el Algoritomo de Traducción IP/ICMP La dirección IPv4 de los hosts IPv4 se traducen algorítmicamente a/desde direcciones IPv6usando un algoritmo específico La especificación ió actual sólo define como NAT64 traduce paquetes unicast con tráfico TCP, UDP e ICMP. DNS64 es un mecanismo para sintetizar RRs tipo AAAA a partir de RRs tipo A. Las direcciones IPv6 contenidas en el AAAA sintetizado se genera mediante un algoritmo a partir de la dirección IPv4 y el prefijo IPv6 asignado al dispositivo NAT64 NAT64 permite a múltiples nodos solo-ipv6 compartir una dirección ió IPv4para acceder a Internet. t -41

42 NAT64 (3) IPv6 Internet DNS64 NAT64 IPv4 Internet Tráfico IPv4 Tráfico IPv6 v6 v4-42

43 9.11 6PE -43

44 IPv6 sobre MPLS (1) Muchos ISPs han desplegado en su core MPLS Ingeniería de tráfico Mejorar la QoS ofrecida Despliegue de VPNs Etc. El despliegue de IPv6 en dichas redes no sería viable si: reconfiguración actual del despliegue MPLS para IPv4 adquisición de nuevo equipamiento IPv6-MPLS Se han desarrollado soluciones mantener la infraestructura actual MPLS-IPv4 añadir soporte IPv6 con actualizaciones mínimas sin necesitar cambiar dicha configuración -44

45 IPv6 sobre MPLS (2) Red MPLS/IPv4 desplegada -> estrategias posibles: 1. Encaminamiento IPv6 nativo: Sin hacer uso de MPLS. Está sujeto al soporte IPv6 disponible en todos los dispositivos de la red y requiere configuración de toda la red. No aprovecha las ventajas de MPLS. 2. Encaminamiento IPv6 nativo y MPLS para IPv6: Replicar el esquema existente MPLS/IPv4 para el tráfico IPv6. Está sujeto al soporte IPv6 y MPLS disponible en todos los dispositivos de la red y requiere configuración de toda la red. 3. Aprovechar la infraestructura MPLS/IPv4 para el reenvío de tráfico IPv6: Bajo este esquema se pueden diferenciar varios métodos: 3.1 IPv6 Provider Edge Routers (6PE): Los 6PE o encaminadores del borde de la nube MPLS/IPv4 deben ser de doble-pila y soportar Multiprotocol-BGP 3.2 Circuitos de Transporte sobre MPLS: Se crean interfaces dedicadas mediante circuitos estáticos configurados sobre MPLS (AToM Any Transport over MPLS o EoMPLS Ethernet over MPLS). No requiere cambios de configuración en los encaminadores de la nube MPLS/IPv4. Este es un mecanismo estático y no escalable. 3.3 Túneles en los Encaminadores del Usuario: Los encaminadores de los usuarios son los encargados de establecer túneles IPv6-en-IPv4 entre las redes IPv6, de forma totalmente transparente a la red MPLS/IPv4. Este es un mecanismo estático y no escalable. -45

46 IPv6 sobre MPLS (3) -46

47 IPv6 con 6PE (1) Los dominios IPv6 remotos se comunican a través de un Core de MPLS IPv4 Usando MPLS label switched paths (LSPs) Aprovechando en el PE las extensiones Multiprotocol Border Gateway Protocol (MBGP) sobre IPv4 para intercambiar información de ruteo IPv6 Los PEs tienen pila doble IPv4/IPv6 Usan direcciones IPv6 mapeadas a IPv4 para el conocer la alcanzabilidad de los prefijos IPv6-47

48 IPv6 con 6PE (3) 6PE-1 aprende de 6PE-2 a través de MBGP lo siguiente: Prefijo Next-Hop Tag-IPv :db8:3::/64 ::FFFF:IPv4-2 tag :db8:4::/64 ::FFFF:IPv4-2 tag-1-48

49 9.12 Traducción -49

50 Traducción Se puede utilizar traducción de protocolos IPv6-IPv4 para: Nuevos tipos de dispositivos Internet (como teléfonos celulares, coches, dispositivos de consumo). Es una extensión a las técnicas de NAT, convirtiendo no sólo direcciones i sino también la cabecera Los nodos IPv6 detrás de un traductor tienen la funcionalidad de IPv6 completa cuando hablan con otro nodo IPv6. Obtienen la funcionalidad habitual (degradada) de NAT cuando se comunican con dispositivos IPv4. Los métodos usados para mejorar el rendimiento de NAT (p.e. RISP) también se pueden usar para mejorar la rendimiento de la traducción IPv6-IPv4. -50

51 Traducción IPv4/IPv6 (obsoleto) Diferentes soluciones,,pero tiene en común que tratan de traducir paquetes IPv4 a IPv6 y viceversa [SIT], [BIS], [TRT], [SOCKSv64 ] La más conocida es NAT-PT [NATPT], [NATPTIMPL] Un nodo intermedio (router) modifica las cabeceras IPv4 a cabeceras IPv6 El tratamiento de paquetes es complejo Es la peor solución puesto que la traducción no es perfecta y requiere soporte de ALGs, como en el caso de los NATs IPv4 DNS, FTP, VoIP, etc. -51

52 Contacto: Gracias!! Alvaro Vives (Consulintel): 6DEPLOY Project: The IPv6 Portal: -52